6.2.1.Vật liệu làm tiếp điểm :
Các yêu cầu chính đối với vật liệu làm tiếp điểm là : Dẫn điện , dẫn nhiệt tốt , ít bị tác động của môi trường như ôxy hoá , ăn mòn điện hoá , điện trở tiếp xúc bé , ít bị mòn về cơ và điện , chịu được nhiệt độ cao , trị số dòng điện , điện áp tạo hồ
quang lớn , dễ gia công , giá thành hạ .
- Đồng là kim loại màu được dùng nhiều nhất trong các thiết bị điện . Ưu điểm chính của đồng là dẫn điện tốt , dẫn nhiệt tốt , tương đối cứng , có trị số dòng điện , điện áp tạo hồ quang trung bình , dễ gia công , giá thành hạ .
Nhược điểm của đồng là nhiệt độ nóng chảy thấp , dẽ bị tác động của môi trường ,nên bề mặt có một lớp ôxýt đồng có điện trở suất cao .
Để giảm điện trở tiếp xúc , trong trường hợp tiếp điểm bằng đồng cần lực ép lên tiếp điểm lớn . Vì đồng ít có khả năng chịu hồ quang nên không dùng để chế tạo các loại tiếp điểm thường xuyên đóng cắt với dòng điện lớn .
- Bạc có các ưu điểm chính là dẫn điện , dẫn nhiệt rất tốt , khó bị tác động của môi trường. Lớp ôxýt bạc mỏng , dễ bị phá vỡ vì có độ bền cơ khí kém . Điện trở tiếp xúc của bạc bé , ổn định nên không cần lực ép lên tiếp điểm lớn . Nhược điểm của bạc là chịu hồ quang , va đập kém do vậy nó không dùng để làm tiếp điểm thường xuyên đóng cắt với dòng điện lớn . Các tiếp điểm hồ quang bé và các tiếp điểm không chịu hồ quang ở các thiết bị dóng cắt có dòng điện lớn thường được chế tạo bằng bạc .
- Vonfram là kim loại có nhiệt độ nóng chảy khá cao nên chịu được hồ quang . Kim loại này khó hàn , ít bị ôxy hoá , có độ cứng cao , ít mòn nhưng điện trở suất cao . Vì vậy thường dùng làm tiếp điểm hồ quang ở các thiết bị đóng cắt có công suất lớn .
- Kim loại gốm : các kim loại nguyên chất không đáp ứng được đầy đủ các yêu cầu của tiếp điểm . Người ta chế tạo các kim loại gốm từ các bột kim loại thành phần , gia công theo phương pháp đặc biệt .Tuỳ thuộc vào yêu cầu của tiếp điểm mà thành phần vật liệu được pha trộn theo tỷ lệ thích hợp .
6.2.2. Kết cấu của tiếp điểm :
Tùy theo chức năng , yêu cầu của thiết bịđóng cắt và công suất ( dòng điện , điện áp ) mà tiếp điểm phải chịu , người ta sử dụng những kết cấu thích hợp của tiếp điểm . a.Tiếp điểm kiểu côngson : ( Hình 5-7 ) thường dùng cho dòng điện bé ( đến 5A) tải nhẹ dạng tiếp xúc điểm không có lò xo tiếp điểm mà lợi dụng tính đàn hồi của thanh dẫn động để tạo lực ép lên tiếp điểm .
b)Tiếp điểm kiểu bắc cầu ( hình 5-8) :
Với đặc điểm một pha có hai chỗ ngắt nên hồ quang bị phân đoạn , tiếp điểm chuyển động thẳng , lò xo ép tiếp điểm dạng xoắn , hình trụ làm việc ở chế độ
nén . Kết cấu này thường dùng trong các công tắc tơ , khởi động từ có dòng điện định mức từ vài chục đến vài trăm ampe. c) Tiếp điểm hình ngón ( Hình 5-9): Với tiếp điểm kiểu này một pha có một chỗ ngắt nên phần động chuyển động quay , sử dụng dây dẫn mềm để nối với tiếp điểm động . Loại kết cấu này thường sử dụng trong các máy cắt hạ áp , thiết bị đóng cắt có chế độ làm việc nặng nề .
d) Tiếp điểm kiểu dao ( hình 5-11) :
Kết cấu này thường dùng cho cầu dao với dòng điện thấp ( Vài chục ampe) . Lực ép lên tiếp điểm nhờ lực đàn hồi của đồng lá tiếp điểm tĩnh . Với tiếp điểm có dòng điện lớn người ta dùng tấm thép lo xo dạng phẳng để tạo lực ép tốt hơn. e) Tiếp điểm kiểu nêm( hình 5-12) : Với kết cấu kiểu này cho phép dòng định mức lớn đi qua , nhưng dập hồ quang không có lợi , vì dễ làm hỏng bề mặt tiếp xúc. Loại này thường dùng ở dao cách ly điện áp cao . g) Tiếp điểm kiểu đối ( hình 5-13): Tiếp điểm động có dạng hình trụ đặc phần đầu có dạng hình cầu bằng kim loại chịu hồ quang .
6.2.3.Nguyên nhân hư hỏng tiếp điểm và biện pháp khắc phục :
Xung quanh điểm tiếp xúc có nhiều hốc nhỏ ly ty , hơi nước đọng lại các chất có hoạt tính hóa học lớn thấm vào gây nên các phản ứng hóa học tạo nên lớp màng mỏng giòn dễ vỡ khi va đập , do vậy bề mặt tiếp xúc bị mòn dần đó là hiện tượng
ăn mòn kim loại . Điện trở suất của lớp màng mỏng rất lớn so với điện trở suất của kim loại làm vật dẫn , do đó điện trở tiếp xúc tăng khi hình thành màng mỏng . Sự ô xy hóa làm điện trở tiếp xúc tăng lên , đặc biệt ở nhiệt độ > 70oC , khi
đốt nóng và làm nguội liện tục làm tăng tốc độ ô xy hóa .
Ngoài ra với mỗi kim loại có một điện thế hóa học nhất định , khi hai kim loại tiếp xúc với nhau sẽ có hiệu điện thế giữa chúng và tọa điều kiện thuận lợi cho sự
ô xy hóa . Hơn nữa nếu hơi nước đọng trên bề mặt có chất điện phân thì do có hiệu
điện thế nên sẽ có dòng điện chạy qua giữa chúng , kim loại có độ hòa tan lớn sẽ
bịăn mòn trước .
Để giảm bớt điện trở tiếp xúc thường tiến hành mạ điện . Lớp kim loại bao phủ
có tác dụng bảo vệ kim loại chính .Đồng thời để bảo vệ tốt bề mặt kim loại , kim loại mạ cần có điện thế hóa học càng gần với kim làm tiếp điểm càng tốt , tăng lực ép lên tiếp điểm và giảm bớt khe hở không khí sẽ làm giảm bớt độăn mòn .
6.2.4.Sự làm việc của kim loại khi ngắn mạch :
Khi quá tải , đặc biệt là khi ngắn mạch nhiệt độ chỗ tiếp xúc của tiếp điểm lên rất cao làm giảm tính đàn hồi và cường độ cơ khí của tiếp điểm . Nhiệt độ cho phép khi ngắn mạch đối với đồng thau là 200oC đến 300oC còn của nhôm là 150oC
đến 200oC . Ta phân biệt ba trường hợp sau :
- Tiếp điểm đang ở trạng thái đóng thì xảy ra ngắn mạch : Tiếp điểm sẽ bị nóng chảy và bị hàn dính . Kinh nghiệm cho thấy nếu lực ép lên tiếp điểm càng lớn thì trị số dòng điện để làm cho tiếp điểm nóng chảy và bị hàn dính càng lớn . Do đó tiếp điểm cần có lực ép lớn .
- Tiếp điểm đang trong quá trình đóng thì xảy ra ngắn mạch : Lúc đó sẽ phát sinh llực điện động làm tách rời tiếp điểm ra xa nhưng do chấn động cũng dễ sinh hiện tượng bị hàn dính .
- Tiếp điểm đang trong quá trình mở thì bị ngắn mạch : Trường hợp này sẽ phát sinh hồ quang làm nóng chảy và mài mòn tiếp điểm .
Phần II:KHÍ CỤ ĐIỆN HẠ ÁP VÀ CAO ÁP . Chương 7: KHÍ CỤĐIỆN ĐIỀU KHIỂN BẰNG TAY.